TW201234459A - Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor substrate bonding method - Google Patents

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201234459 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本實施形態通常係關於一種半導體製造裝置及半導體基 板接合方法β 本申請案係享受2011年1月21曰申請之曰本專利申請案 m 第2011-0113 14號之優先權的利益，該日本專利申請案之 ‘ 全部内容係援引於本申請案中。 【先前技術】 在製造將光電二極體的受光面設置於半導體基板的背面 之背面照射型影像感測器之時，係使用一種於表面形成有 光電二極體或積體電路之半導體基板的表面側，使大致相 同直徑的支持基板直接接合，並自半導體基板的背面朝向 形成有光電二極體之表面進行機械研磨或化學機械研磨 (Chemical Mechanical Polishing: CMP)而將半導體基板薄 化之手法。 在接合半導體基板與支持基板之時，若支持基板變形， 或半導體基板與支持基板之間隔的差異較大，則會成為結 合界面形成的時機偏離，或結合界面之各向同性的進展受 . 損，而形成空隙或未接合部之原因》若於半導體基板與支 持基板之間存在空隙或未接合部，則會成為半導體基板與 支持基板分離，或半導體基板斷裂而為導致成品率下降之 原因。且，在接合時若支持基板變形，則亦會導致半導體 基板變形。在彦面照射型影像感測器之情形下，若半導體 基板變形，則存在纟生形成於背面之彩色滤光片或微透鏡 160822.doc 201234459 與形成於表面之光電二極體或積體電路之位置偏離，而導 致攝像特性劣化之問題。 【發明内容】 課題 本發明提供一種半導體製造裝置，其係在半導體基板與 支持基板之接合時可抑制支持基板的變形、基板彼此之間 隙的差異。 構成 本發明之半導體製造裝置，其係根據實施形態，使具有 接合面之第1及第2半導體基板的接合面彼此單點接觸而形 成接合起始點’並使接合自接合起始點向周圍進展而將第 1半導體基板與第2半導體基板以整面接合。半導體製造裝 置具備：第1構件，其保持第1半導體基板；第2構件，其 使第2半導體基板的接合面與保持於第1構件之第1半導體 基板的接合面對向，而保持第2半導體基板；距離檢測機 構’其檢測保持於第1構件之第丨半導體基板的接合面與保 持於第2構件之第2半導體基板的接合面之距離；調整機 構’其基於距離檢測機構的檢測結果使第1及第2構件中之 至少一者移動，而將第1半導體基板的接合面與第2半導體 基板的接合面之距離調整為預先規定之値；及第3構件， 其自第2構件隔開預先規定之距離而設置，並加壓與第 第2半導體基板之一者之接合面相反側之面的一點，而於 第1半導體基板與第2半導體基板之間形成接合起始點。 以下參照附圖，詳細地說明實施形態之半導體製造裝置 160822.doc 201234459 及半導體基板接合方法。本發明不受限於該等實施形態。 根據本實施形態之半導體製造裝置，由於在半導體基板 與支持基板之接合時可抑制支持基板的變形、基板彼此之 間隙的差異，因此可使成品率提高。 【實施方式】 (第1實施形態） 圖1係第1實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。圖2係 第1實施形態之半導體製造裝置的部分俯視圖。另，圖中 相同符號表示相同或是相當部分。 半導體製造裝置1係將作為第〗半導體基板之第丨基板2與 作為第2半導體基板之第2基板6接合之裝置。半導體製造 裝置1具有：第1構件3、第2構件4、可變機構5、第ι感應 器8、處理單元9及第3構件1〇。 第1構件3係於上方搭載有第丨基板第丨基板2亦可是例 如矽等之半導體基板，而於表面有形成有光電二極體或電 晶體之活性層(圖示省略)、或與活性層電性連接之配線層 (圖不省略）形成’其上係以成為接合面以之絕緣層覆蓋。 接合面域被施以親水化處理，而於表面上附著有經基。 第2構件4係以覆蓋第丨基板2之接合面_外周之方式設 置。於第2構件4連結有可變機構5。再者，於第2構件4, 第2基板6係以將接合面6a與第1基板2的接合面2a對向之方 Γ第載2ΑΓ’會於第1基板2與第2基板6之間形成間隙 土 6係用以作為第1基板2的補強物而發揮功能之 160822.doc 201234459 構件，例如由矽形成。接合面6a係被施以親水化處理，而 於表面上附著有羥基。 第2構件4係設置於2處以上，而將間隙7保持為固定。第 2構件4雖可以於任意複數個位置載置第2基板6而予以保持 之方式設置，但藉由以將第2基板6的重心作為中心之正多 邊形（正三角形或如圖2所示般之正方形）的頂點保持第2基 板6，可使接合時之第2基板6的變形對稱。 第2構件4的形狀只要是於第1基板2與第2基板ό之間可形 成間隙7者，無論是何種形狀皆可。舉例而言，第2構件4 可形成為板狀、傾斜狀、圓柱狀 '圓錐狀等之形狀。為儘 量降低與各基板的接合面2a、6a之接觸面積，第2構件4以 圓錐形狀為佳。 又’第2構件4的材質可任意選擇，可使用例如鋁等之金 屬或陶瓷、樹脂材料（例如S AS(矽橡膠-丙烯腈-苯乙烯共聚 物樹脂））等。若要防止接合對象之基板（第1基板2及第2基 板6)之金屬污染’則作為第2構件4的材質以使用金屬以外 者為理想’可藉由使用例如氟樹脂或聚謎•醚•酮等之樹 脂材料而防止金屬污染。 間隙7係藉由第1感應器8，而測量作為第1基板2的接合 面2a與第2基板6的接合面6a之距離Η。具體而言，例如在 第1構件3上搭載第1基板2之後’利用第1感應器8測量與第 1基板2的接合面2a之距離hi。而後，在第2基板6被保持於 第2構件4之後’利用第1感應器8測量與第2基板6的背面6b 之距離h2。而後，利用處理單元9,設第2基板6的厚度為 160822.doc 201234459 1 ’藉由H=hl-h2-t的運算而算出間隙7的距離Ηβ …、特疋値而預先設定於處理單元9中。如此，在 能 Φ ，拉 I ^ " 藉由第1感應器8與處理單元9而實現距離檢測機 構0 又，處理單元9亦與可變機構5電性連接，並以使可變機 構5動作而使間隙7可調整成為所需之距離。亦即，在本實 施形態中，藉由處理單元9與可變機構5而實現調整機構。 第1構件3亦可具有平台狀的吸附機構，吸附方式可以是 如真空夾頭（多數個孔、凹槽、多孔質或其組合）、靜電夹 頭等之方式。在真空夾頭之情形下，平台材質雖亦可由玻 璃、石英、矽或無機材料、氧化鋁（八丨2〇3)等之陶瓷材料、 或混入有 PTFE(p〇lytetrafluoroethyIene，聚四 I 乙稀）或聚 醚·醚，、碳之導電性聚醚·醚·酮等之樹脂材料、或 不鏽鋼粒等而構成，但藉由以無機材料或樹脂材料形成， 可消除Cu等之重金屬對第1基板2的背面之污染。在靜電夾 頭之情形下，亦可使用氮化鋁（A1N)、氧化鋁、單晶藍寶 石等。 藉由第1構件3具備平坦的平台狀之吸附機構，即便第1 基板2變形，亦可在將其矯正為平坦之後進行接合。在第i 基板2係光電二極體或電晶體、以及形成有配線之基板之 情形下，會因形成配線之金屬的表面應力使得第丨基板2愈 4愈易於產生翹曲。因此，若使吸附機構吸附於第i構件3 而矯正第1基板2的翹曲，則可不易產生接合不良。另一方 面’作為補強物而發揮功能之第2基板6雖存在於表面設置 160822.doc 201234459 有保護膜等之情況’但由於基本上僅是半導體晶圓(例如 裸石夕晶圓因此一般翹曲較小…，以使形成有光電 二極體或電晶體、配線等之第i基板2被吸附於平坦的平台 狀之第1構件3之情形’與以使作為補強物而發揮功能之； 2基板6被吸附之情形相比，防止接合不良產生之效 高。 圖3係接合開始時之半導體製造裝置的剖面圖。如圖3所 示般’將第2基板6的背面6b側藉由自第2構件，開特定的 距離而設置之第3構件10進行加壓，並使幻基板2的接合 面2a與第2基板6的接合面&單點接觸，會使附著在接合面 2a之經基與附著在接合面6a之經基進行氫 結合’而形成接 合起始點11。藉由氫結合自接合起始點u向周圍蔓延，會 以各向同性使接合界面12進展，並使第丨基板2與第2基板6 以整面接合。另，第3構件10的前端形狀雖亦可為平面或 針狀，但為求再現性良好地形成接合起始點u， 部性加壓，以及基於耐摩耗性之觀點，以具有特定曲率之 半球狀為佳。若以形成接合起始點丨丨之時機使第2構件々自 第1基板2與第2基板6之間退避，則第2構件4不會妨礙接合 界面12的進展。另，在第丨構件3具有吸附機構之情形下，若 以相同時機使吸附停止，則不會妨礙接合界面12的進展。 又，在圖3中，接合起始點n係以第丨基板2及第2基板6 的中心形成。接合起始點U雖若可與第2構件4間離特定距 離則形成於何處皆可，但在配置複數個第2構件4之情形 下，為實現在接合時使第2基板6對稱地變形且使接合界面 I60822.doc 201234459 乂各向同性進展，接合起始點11宜與第2基板ό的重心（中 心）為同軸。 另，第1基板2或第2基板6在搬入至半導體製造裝置1之 月J /會施以洗淨，除去接合面2a、6a的表面之碳等之有機 • 或Cu A1荨之金屬污染物。亦即，由於可降低接合面 . 6a的表面狀態之差異，因此接合界面12的進展速度之 算出會變得容易。因而，由於在形成接合起始點u之後可 預測接合界面12到達第2構件4之時間，因此處理單元9可 在接合界面12到達之前驅動可變機構5而使第2構件4朝外 周方向退避，防止捲入空氣層而產生空隙，或接合界面的 進展在中途停止而形成未接合部。 洗淨步驟亦可是例如使用丙㈣或乙醇、臭氧水（〇3)等之 $機洗淨、或亦可使用氫敗酸（HF)、稀氫敗酸（DHF)、硫 I雙氧水、氨雙氧水、鹽酸雙氧水等之酸驗洗淨等之濕式 ，程广’亦可是由氫、氮、氧、-氧化二氮(N20)、 氯氣等之單-氣體或是複數個氣體激發電浆處理等之乾 式製程。洗淨步驟亦可是濕式製程與乾式製程之組合。在 洗淨步驟中，雖以處理第i基板2的接合面2&與第2基板㈣ ' 接合面6a之兩面為佳，但亦可僅處理任意一方。 帛1感應器8只要是可測量與帛1基板2的接合面2a或第2 基板6的背面外之距離，則亦可應用利用單波長雷射、可 視光、紅外光、X線、超音波等之任一者。X，在第2基板 6如石夕般未透射可視光之情形下，係如上述實施例般，雖 理想為在設置第2基板6之前預先測量至第！基板㈣接合面 160822.doc 201234459 2a為止之距離hi，但亦可利用紅外光等可透射第2基板6之 波長的光’在第2基板6設置後同時測量與第2基板6的背面 6b之距離h2。 又’亦可直接測量第2基板6的接合面6a與第1感應器8之 距離h3。在該情形下’間隙7的距離η由H=hl-h3算出，而 無需將第2基板6的厚度預先作為特定値進行設定，或進行 測量。 又’第1感應器8亦可是接觸式感應器。再者，在本實施 形態中’雖係使用可變機構5而使第2構件4的位置變化， 但亦可以第1構件3的位置為可變而將間隙7調整為所需之 距離之方式構成。又，亦可調整第丨構件3及第2構件4兩者 之位置。 根據本實施形態之半導體製造裝置丨，以第〖構件3保持 第1基板2，以第2構件4保持第2基板6，並以使第1基板2的 接合面2a與第2基板6的接合面6a對向，且將以第3構件1〇 加壓之第2基板6的背面6b與第1基板2的接合面2a之距離利 用第1感應器8進行測量。而後，將第！基板2的接合面。與 第2基板6的接合面6&之距離H算出，並以使第丨構件3與第2 構件4中之至少一者移動，而第j基板2的接合面&以及與 第2基板6的接合面以之距離調整為小。藉此，可降低以第 3構件10加壓之時之第2基板6的變形。 又，由於藉由第3構件10加壓、變形之第2基板6的斥力 變小，因此會使第1基板2的接合面2&與第2基板6的接合面 6a藉由加壓而易於接近，且接合界面12的形成時機之偏離 160822.doc 201234459 會變小°因此，第2構件4不會妨礙接合界面12的進展，且 不會捲入於第1基板2與第2基板6之接合界面12而形成空 隙’而能夠獲得良好的接合狀態。又，可降低接合後之第 1、第2基板2、6的弯曲。 再者’第2構件4介存於第1基板2與第2基板6之間，且覆 蓋第1基板2的外周之至少2處，且藉由於與第1基板2對向 之面以及相反面搭載第2基板6，可容易調整第1基板2的接 合面2a與第2基板6的接合面6a之距離。 此處’針對背面照射型影像感測器進行補充說明。 在貪面照射型影像感測器中’由於無需在受光面形成配 線或多餘之膜，因此可獲得高於表面照射型影像感測器之 感度。此時，為將入射至背面之光高效地收集於光電二極 體中，會需要半導體基板之薄型化。為使在受光面產生之 電荷擴散，而到收集於光電二極體之前無損解析度之方 式，半導體基板的厚度需要在例如入射可視光之情形下薄 化為小於20 μιη。 此種具有背面照射型影像感測器之半導體裝置係由以下 方法形成。首先，準備於表面形成有光電二極體或積體電 路之半導體基板。於半導體基板的表面側使大致相同直徑 的支持基板接合。該支持基板係作為自半導體基板的背面 側至光電二極體附近於進行薄化而形成受光面之時的補強 物而發揮功能。其次，成為藉由在受光面設置反射防止 膜、彩色滤光片及集光用微透鏡，而接受自背面照射之光 或電子等的能量束而收集於光電二極體中之所謂的背面照 160822.doc 201234459 射型影像感測器。再者，於半導體基板的背面形成與積體 電路電性連接之電極部之後，半導體基板與支持基板之接 合體係利用切割刀予以切斷，而分割為晶片。所分割之晶 片係黏接於陶瓷封裝等，並藉由線結合而電性連接晶片的 電極部與形成於陶瓷封裝之配線而成為半導體裝置。 在上述半導體裝置中，雖係自半導體基板的背面朝向表 面之形成有光電二極體之層，在中途利用機械研磨或化學 機械研磨使半導體基板薄化，但為進一步高效率地將能量 束收集於光電二極體中，理想為半導體基板儘量薄化。 然而，將半導體基板薄化，會使對半導體基板的表面形 成之積體電路（由金屬配線或絕緣膜構成）形成時的残留應 力集中於半導體基板與支持基板的接合面側。又，由於在 半導體基板的背面形成電極時需要高溫處理，因此半導體 基板與支持基板之接合方法宜為未介以有機材料而直接無 機連接半導體基板的表面部與支持基板的表面部之直接接 合方式。 本實施形態之直接接合方式係以加壓經施以親水化處理 之接合面彼此的特定1點而形成接合起點（接合起始點），並 自其處使藉由氫結合之接合界面自發性且各向同性進展。 然而，若在加壓時半導體基板或支持基板變形，或半導體 基板與支持基板之間隔的差異較大，則會導致接合界面形 成的時機偏離，或接合界面之各向同性的進展受阻因蚶捲 入空氣層而產生空隙，或使接合界面的進展在中途停止而 形成未接合部。若未將形成於接合界面之空隙、或未接合 I60822.doc 201234459 部儘量減小，則在將半導體基板薄化之時，會存在半導體 基板與支持基板之分離、或較薄的半導體基板斷裂等之情 況，而使成品率下降。又，即便無分離或斷裂，亦可能因 接合時之支持基板變形之影響’導致形成於半導體基板之 積體電路彎曲，而於半導體基板的背面形成彩色濾光片或 微透鏡之時產生對位偏離，使得攝像特性劣化。 但’在先前之半導體製造裝置中，若將接合之基板彼此 間的間隔減小，則存在基板彼此因非意圖之接觸而開始接 合之可能性’故難以將基板的間隔減小。 根據本實施形態之半導體製造裝置，由於可檢測所要接 合之基板彼此的間隔，因此可儘量減小基板彼此的間隔。 藉此，由於可在半導體基板與支持基板之接合時抑制支持 基板的變形、或基板彼此之間隙的差異，因此可使成品率 提尚。又，在應用於背面照射型影像感測器的製造之情形 下，可防止攝像特性的劣化。 (第2實施形態） 圖4係第2實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。針對與 第1實施形態相同之構成要素標注以同一符號，並省略說 明。在圖4中，於半導體製造裝置20的請件3上搭栽有 第1基板2。第丨基板2亦可是例如半導體基板，而於表面形 成形成有光電二極體或電晶體之活性層(圖示省略 性層電性連接之配線層(圖示省略)，且其 ： 以之絕緣層覆蓋。 钱。面 第2基板6係以將接合面6a與第i基板2的接合面^對向之 160822.doc -13· 201234459 方式配置。第2基板6之背面6b的外周係以第2構件2 1予以 吸附。再者，於第2構件21連結有可變機構5。 第2構件2 1雖係與第1實施形態同様，若以將第2基板6的 重心作為令心之正多邊形（正三角形或正方形等）的頂點保 持第2基板6，則接合時之第2基板6的變形可對稱，故為理 想，但既可是複數個任意部位，亦可是環狀。吸附方式亦 可是如真空夾頭（多數個孔、凹槽、多孔質或其組合）、靜 電夾頭等般之方式。在真空夾頭之情形下，平台材質雖亦 可由玻璃、石英、矽或無機材料、氧化鋁等之陶瓷材料、 或混入有PTFE或聚醚•醚•酮、碳之導電性聚醚•醚· 酮等之樹脂材料、或不鏽鋼粒等構成，但藉由以無機材料 或樹脂材料形成，可消除朝向第丨基板2的背面之〇11等之重 金屬污染。在靜電夾頭之情形下，可使用氮化鋁、氧化 鋁、單晶藍寶石等。 又，第2構件2 1亦可具有平台狀的吸附機構。若第2構件 21具有平坦的平台狀之吸附機構，並以整面吸附第2基板6 的背面6b，則可以中央部下垂之方式防止第2基板6變形而 與第1基板2接合。在該情形下，若採用真空夾頭方式而 以石英或丙烯酸等之透明材料形成第2構件21，並將利用 紅外光等之光之感應器作為第丨感應器8應用，則可與第i 實施形態相同而算出間隙7。又，若在第2構件21預先設置 利用感應器8測量距離測量用之開口，則即便由未透射矽 等之可視光之材料構成第2構件21，亦可應用利用可視光 之第1感應器8。又，藉由於與第3構件1〇對應之位置預先 160822.doc * 14 - 201234459 設置開口，可以第3構件10加塵與第2基板6的接合面㈣目 反側之面。另，在第丨構件3具備吸附機構之情形下，若以 形成接合起始點之時機使吸附停止，則不會妨礙接合界面 的進展。 另，在第1構件3不具備吸附機構之情形下，以使形成有 . 光電二極體或電晶體、配線等之第1基板2吸附於第2構件 . 21之情形，相較於以使作為補強物而發揮功能之第2基板6 吸附之情形，防止接合不良的發生之效果會提高。 另，此處雖顯示了藉由使用可變機構5而改變第2構件21 的位置，而將間隙7調整為所需之距離之構成，但亦可以 於第1構件3 s史置可變機構以使間隙7可調整成為所需之距 離。又，亦可調整第丨構件3及第2構件21兩者之位置。 根據本實施形態之半導體製造裝置2〇，除與第1實施形 態相同之效果以外，藉由第2構件21吸附第2基板ό的背面 6b，而無須受限於第2構件21的厚度，可將第丨基板2的接 合面2a與第2基板6的接合面6a之距離Η調整為小。亦即， 在本實施形態中亦可將間隙7設為第2構件21的厚度以下。 (第3實施形態） , 圖5係第3實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。針對與 第1實施形態相同之構成要素標注以同一符號並省略説 明。在圖5中，半導體製造裝置3〇具有第2感應器31。第2 感應器31係可測量第2基板6的厚度tl之感應器。又，半導 體製裝置30藉由第1感應器8而可測量第2基板6的背面6b 與第1基板2的接合面2 a之距離。 160822.doc 201234459 間隙7係藉由第1感應器8及第2感應器3丨而作為第丨基板2 的接合面2a與第2基板6的接合面6a之距離η進行測量。具 體而言，係例如在第1構件3吸附有第丨基板2之後，利用第 1感應器8測量與第！基板2的接合面。之距離hl。而後，在 第2基板6保持於第2構件4之後，利用第丨感應器8測量與第 2基板6的背面6b之距離h2e而後，以第2感應器31測量第2 基板6的厚度tl。其次’藉由處理單元9，而使間隙7的距 離Η藉由H=hl-h2_tl之運算予以算出。亦即，在本實施形 態中，係利用藉由第1感應器8、第2感應器3丨及處理單元9 而構成距離檢測機構。 第2感應器31雖亦可應用利用例如單波長雷射、可視 光、紅外光、X線、超音波等之任一者，但在第2基板6係 為矽之情形下’理想係利用紅外光者。作為第2感應器 31，可應用以例如干擾條紋方式測量厚度之感應器。另， 此處雖係以第i感應器8與第2感應器31為個別構成之情形 為例’但亦可為相同感應器單元。 根據本實施形態之半導體製造裝置3〇，除與第1實施形 態相同之效果以外，可藉由利用第2感應器31測量第2基板 6的厚度U，巾正確地算出第！基板2的接合心與第2基板 6的接合面6a之間的間隙7之距離H ’並調整為小。因而， 可降低以第3構件10加愿第2基板2之時的第2基板6的變 形。再者，藉由加壓之接合界面的形成時機之偏離進而變 小。因此，第2構件4不會妨礙接合界面的進展，且不會捲 入於第1基板2與第2基板6之接合界面而形成空隙，而能夠 160822.doc -16- 201234459 獲得良好的接合狀態，且可降低接合後之彎曲。 (第4實施形態） 圖ό係第4實施形態之半導體製造裝置的剖面圖，圖中， 針對與其他實施形態相同之構成要素標注以同一符號並省 略説明。在圖6中，半導體製造裝置40具有第1感應器8， 並使用第1感應器8而在第2基板6之背面6b的外周與中心附 近的至少2處測量高度h2&h4，並測量第2基板6的形狀。 若是在h2声h4之情形下，亦即在第2基板6變形之情形 下’則係如圖ό所示’第1基板2之接合面2a的中央部與第2 基板6之接合面6a的中央部之間隙7的距離η與以第2構件4 予以保持之咼度（第1基板2之接合面2a的外周部與第2基板 6之接合面6a的外周部之距離）H2未必會相等。在第2基板6 朝下翹曲之情形下，若將第2構件4的高度H2降低至超過距 離Η，則會導致第i基板2的接合面以與第2基板6的接合面 6a接觸。因此，保持第2構件4之高度H2可藉由以H+(h2· h4)控制，而避免接合面彼此之接觸。另，此處，η係以 hl-h2-t算出之值，具體而言，係例如於第丨構件3搭載有第 1基板2之後，利用第1感應器8測量與第i基板2的接合面以 之距離hi。而後，在第2基板6保持於第2構件4之後，利用 第1感應器8測量與第2基板6以第3構件1〇加壓之附近、亦 即第2基板6的重心附近之背面6b之距離h2，而後，利用第 1感應器8測量與第2基板6的外周（以第2構件4予以保持之 附近）之距離h4。*後，藉由處理單元9而使間隙7的距離h t係作為特定値而預先設定於 160822.doc 201234459 處理單元9中。再者，處理單元9係基於h2、h4之値而判定 第2基板6是否翹曲，並在第2基板6翹曲之情形下將保持第 2構件4之高度H2控制於H+(h2-h4)。處理單元9與可變機構 5電性連接’並以使可變機構5進行動作以使間隔7可調整 成為所需之距離。 另’此處，雖顯示其構成係利用可變機構5使第2構件4 移動以使間隙7調整成為所需之距離，但亦可於第1構件3 。又置可變機構5 ’而藉由以使第1構件3移動而將間隙7調整 為所需之距離。 本實施形態之半導體製造裝置40除具有與第1實施形態 相同之效果以外’由於係藉由第丨感應器8在第2基板6之背 面6b的外周與中心附近之至少2處測量與第2基板6之距 離，而算出保持於第2構件4之第2基板6的翹曲，因此可不 接觸第1基板2的接合面2a與第2基板6的接合面6a而調整間 隙7 〇 另，在可變機構5可使第2構件4之各者獨立移動之情形 下，第1感應器8亦可在第2基板6的外周之複數個位置測量 距離h4。藉由在各第2構件4的附近測量距離h4而算出間隙 7的距離Η，並使各第2構件4因應間隙？的算出結果而個別 進行移動，即便第2基板6彎曲，亦可以將其矯正為平坦而 予以保持之狀態開始與第1基板之接合。藉此，可自接合 起始點朝各向同性使接合界面進展。 在上述之各實施形態中，第3構件10雖係加壓與第2基板 6的接合面6a相反側之面，但亦可以加壓與第i基板2的接 160822.doc 201234459 合面2a相反側之面之方式構成。又，在上述各實施形態 中’雖第1基板2係具備光電二極體或電晶體、配線等之基 板’第2基板6係作為第1基板2的補強物而發揮功能之基 板，但該等亦可反之。 又’上述之各實施形態亦可組合而進行實施。例如，亦 可將第2基板的背面以第2構件進行吸附而予以保持，且以 * 第2感應器測量第2基板的厚度等。 雖說明了本發明之若干個實施形態’但該等之實施形態 係作為例而提示者，未謀求限定發明之範圍。該等新穎的 實施形態可以其他各種形態進行實施，在未脫離發明之主 旨之範圍内’可進行各種省略、置換及變更。該等實施形 態及其變形係包含於發明之範圍或主旨内，且包含於記載 於專利申請範圍之發明及其均等的範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係第1實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。 圖2係第1實施形態之半導體製造裝置的部分俯視圖。 圖3係接合開始時之半導體製造裝置的剖面圖。 圖4係第2實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。 . 圖5係第3實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。 圖6係第4實施形態之半導體製造裝置的剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 半導體製造裝置 2 第1基板 2a 接合面 160822.doc ·】9· 201234459 3 第1構件 4 第2構件 5 可變機構 6 第2基板 6a 接合面 6b 第2基板的背面 7 間隙 8 第1感應器 9 處理單元 10 第3構件 11 接合起始點 12 接合界面 20 半導體製造裝置 21 第2構件 30 半導體製造裝置 31 第2構件 40 半導體製造裝置 H 與弟2基板的接合面之距離 H2 第1基板之接合面的外周部與第2基板之接 合面的外周部之距離 hi 與第1基板的接合面之距離 h2 與第2基板的背面之距離 h3 第2基板的接合面與第1感應器之距離 h4 與第2基板的外周之距離 tl 第2基板的厚度 160822.doc -20-

Claims (1)

1. 201234459 七、申請專利範圍： 1. 一種半導體製造裝置’其特徵為：其係使具有接合 第1及第2半導體基板之前述接合面彼此單點接觸 接合起始點，並使前述接合自前述接合起 〜阳點向周圍 展而將前述第1半導體基板與前述第2半導體基板整進 合者’且具備： ®接 第1構件，其保持前述第i半導體基板； 第2構件’其使前述第2半導體基板的接合面與保持於 前述第1構件之前述第丨半導體基板的接合面對向，'而保 持前述第2半導體基板； 導體基板的接合面之距離； 距離檢測機構，其檢測保持於前述第丨構件之前述第工 半導體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半 調整機構，其基於前述距離檢測機構的檢測結果使前 述第1及第2構件中之至少一者移動，而將前述約半導 體基板的接合面與前述第2半導體基板的接合面之距離 調整為預先規定之値；及 第3構件’其自前述第2構件隔開預先規定之距離而設 置，並加壓前述第丨及第2半導體基板之一者之與前述接 合面相反側之面的一點，而於前述第丨半導體基板與前 述第2半導體基板之間形成前述接合起始點。 2.如凊求項1之半導體製造裝置，其中前述距離檢測機構 包含 第1感應器，其測量保持於前述第丨構件之前述第i半 160822.doc 201234459 導體基板的接合面以及與保持於前述第2構件之前述 半導體基板的接合面相反側之面之距離；且 基於前述第1感應器的測量結果、與作為前述第2半 體基板的厚度尺寸而預先登錄之值，而算出保持於前述 第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前述第 2構件之前述第2半導體基板的接合面之距離。 3. 如請求項2之半導體製造裝置，其中前述第2構件係介存 於前述第1半導體基板與前述第2半導體基板之間，H 複數個位置覆蓋前述第1基板的外周部，而於與前述第1 半導體基板對向之面相反側載置並保持前述第2半導體 基板。 4. 如請求項3之半導體製造裝置，其中前述第2構件係為圓 錐形狀。 5. 如請求項3之半導體製造裝置，其中設置有複數個前述 第2構件；且該複數個前述第2構件係以將前述第2基板 的重心作為中心之正多邊形的頂點保持該第2基板。 6. 如請求項5之半導體製造裝置，其中前述第3構件係於前 述第2構件的中心形成前述接合起始點。 7. 如請求項2之半導體製造裝置，其中前述第2構件係吸附 與前述第2半導體基板的接合面相反側之面而保持前述 第2半導體基板。 8. 如請求項2之半導體製造裝置，其中前述第丨構件包含吸 附前述第1基板而矯正該第1基板的翹曲之平台狀之吸附 機構。 160822.doc 201234459 9.如請求項3至8中任一項之半導體製造裝置，其中前述第 1感應器係在前述第2半導體基板的中央部與外周部測量 與前述第2半導體基板的接合面相反側之面與前述第1半 導體基板的接合面之距離； 前述調整機構係以使前述第2半導體基板的接合面與 則述第1半導體基板的接合面之距離於前述第2半導體基 板的中央部成為預先規；t之値之方式，使前述第2構二 移動。 其中前述距離檢測機構 10.如請求項1之半導體製造裝置， 包含： 第1感應器，其測量保持於前述第丨構件之前述第}半 導體基板的接合面以及與保持於前述第2構件之前述第2 半導體基板的接合面相反側之面之距離；&第2感應 器，其測量前述第2半導體基板的厚度；且 ， 藉由自前述第【感應器的測量結果減去前述第2感應器 的測量結果，而算出保持於前述第丨構件之前述第丨半導 體基板的接合面與保持於前述第2構件之前述第2半導體 基板的接合面之距離。 H.如請求項1G之半導體製造裝置，其中前述第㈣件係介 存於前述第i半導體基板與前述第2半導體基板之間，且 在複數個位置覆蓋前述第1基板的外周部，而於與前述 第1半導體基板對向之面相反側載置並保持前述第2半導 體基板。 其中前述第2構件係為 12·如請求項11之半導體製造裝置 160822.doc 201234459 圓錐形狀。 η•如請求項n之半導體製造裝置，其中設置有複數個前述 第2構件，該複數個前述第2構件係以將前述第2基板的 重心作為中心之正多邊形的頂點保持該第2基板。 Μ.如請求項13之半導體製造裝置，其中前述第3構件係於 前述第2構件的中心形成前述接合起始點。 15. 如請求項Η)之半導體製造裝置，其中前述第2構件係吸 附與前述第2半導體基板的接合面相反側之面而 述第2半導體基板。 月 16. 如請求項Η)之半導體製造裝置，其中前述第㈠冓件包含 吸附前述第1基板而矯正該第丨基板的翹曲之平台狀之2 附機構。 ° 17_如請求項11至16中任一項之半導體製造裝置，其中前述 第1感應器係在前述第2半導體基板的中央部與外周部測 量與前述第2半導體基板的接合面相反側之面與前述第1 半導體基板的接合面之距離； 前述調整機才冓係以使前述第2半導體基板的接合面與 前述第1半導體基板的接合面之距離於前述第2半導體基 板的中央部成為預先規定之僅之方式，使前述第2構^ 移動。 18. —種半導體基板接合方法，其特徵為：其係以使具有接 合面之^及第2半導體基板的前述接合面彼此單點接觸 而形成接合起始點，並使前述接合自前述接合起始點向 周圍進展而將前述第i半導體基板與前述第2半導體基板 160822.doc 201234459 整面接合者；且 以第1構件保持前述第1半導體基板； 以使前述第2半導體基板的接合面與保持於前述第"冓 件之前述第1半導體基板的接合面對向，而以第2構件保 持前述第2半導體基板； « 檢測保持於前述第1構件之前述第丨半導體基板的接合 面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面 之距離； 基於所檢測之前述第丨半導體基板的接合面與前述第2 半導體基板的接合面之距離而使前述第丨及第2構件中之 至少一者移動，而將前述第丨半導體基板的接合面與前 述第2半導體基板的接合面之距離調整為預先規定之 値； 以自剛述第2構件隔開預先規定之距離而設置之第3構 件加壓與前述第丨及第2半導體基板之一者之前述接合面 相反側之面的一點，而於前述第丨半導體基板與前述第2 半導體基板之間形成前述接合起始點。 19·如請求項18之半導體基板接合方法，其中測量保持於前 ，述第1構件之前述第1半導體基板的接合面以及與保持於 . 前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面相反側之面 之距離； 基於前述第1半導體基板的接合面以及與前述第2半導 體基板的接合面相反側之面之距離、以及作為前述第2 半導體基板的厚度尺寸而預先登錄之值，而算出保持於 160822.doc 201234459 5述第1構件之前述第1半導體基板的接合面與保持於前 、 冓件之前述第2半導體基板的接合面之距離，藉此 測量保持於前述第！構件之前述第】半導體基板的接合 面與保持於前述第2構件之前述第2半導體基板的接合面 之距離》 20 =求項U之半導體基板接合方法，其中測量保持於前 件之前述^半導體基板的接合面以及與保持於 U2構件之前述第2半導體基板的接合面相 之距離； 測量前述第2半導體基板的厚度； 導述第1半導體基板的接合面以及與前述第2半 體基;&接。面相反側之面之距離減去前述第2半導 導體基I厚度’而算出保持於前述第1構件之前述第1半 體基板合面與保持於前述第2構件之前述第2半導 體基板的接合面之距離，藉此 面於前述第1構件之前述第1半導體基板的接合 ㈣2構件之前述第2半導體基板的接合面 160822.doc